РЕЛЕЙНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ПОСТОЯННОГО ТОКА Советский патент 1970 года по МПК H03F3/38 

Устройство относится к усилителям постоянного тока, использующим в качестве источников сигнала генераторы тока (фотоумножители, вакуумные фотоэлементы), и может быть применено в фотометрии или системах автоматики с использованием световых сигналов.

Известны релейные усилители постоянного тока, содержащие генератор стартовых импульсов, RC-контур, схему сравнения с диодом и двухтактный триггер, обладающий высоким входным сопротивлением и температурной стабильностью.

Однако известные усилители не производят непрерывное измерение величины входного сигнала, а лишь осуществляют однократное преобразование его в выдержку времени от момента подачи сигнала на вход до момента опрокидывания триггера. Кроме того, с ростом величины входного сигнала и, как следствие, сокращением выдерл ки времени, растет ошибка преобразования, поскольку интервал между стартовыми импульсами сравнивается с выдержкой времени.

С целью создания релейного усилителя постоянного тока, позволяющего производить непрерывное измерение величины входного сигнала непосредственно Б единицах тока с сохранением высокой точности измерений в широком диапазоне изменения его значений в

предлагаемом устройстве к выходу триггера подключен блок возврата и измерения, представляющий собой формирователь калиброванных по длительности импульсов с вентилем на выходе, связывающим его со входом триггера и схемой сравнения, причем отсчет показаний снимается непосредственно с выхода формирователя, а между блоком возврата, измерения и генератором стартовых импульсов включен блок управления, содержащий диодный интегратор и электронный ключ, изменяющий частоту генератора стартовых импульсов в зависимости от уровня входного сигнала.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Релейный усилитель содержит генератор стартовых импульсов /, схему сравнения 2, триггер 3, блок возврата и измерения 4, блок

управления 5.

Генератор стартовых импульсов содержит зарядную цепь из резистора 6 и последовательно соединенных конденсаторов 7 и 8, динистор 9, стабилизатор амплитуды импульсов

10 с резистором 11, дифференцирующую цепочку из элементов 12 и 13 для получения наибольшей скважности стартовых импульсов. Схема сравнения состоит из накопительного

диода 16, компенсирующего влияние изменения обратного сопротивления разделительного диода 15 на нестабильность усилителя ири изменении темнературы, и осуществляет сравнение напряжения на конденсаторе 14 с потенциалом на входе триггера.

Триггер включает с себя пороговый элемент схемы усилителя, реагирующий на определенную величину амплитуды стартового импульса, три однотипных транзистора 17-19 и стабилитрон 20, стабилизирующий напряжения смещения.

Блок возврата и измерения содержит одновибратор 2} на транзисторах 22 и 23, эмиттерный повторитель 24, диодный интегратор 25, постоянный ток на выходе которого регистрируется измерительным прибором, вентиль 26, связывающий выход одновибратора с входом триггера и схемой сравнения в момент, когда транзистор 22 открыт.

Дифференцирующая цепочка 27 осуществляет связь между выходом триггера и входом блока возврата и измерения.

Блок управления состоит из диодного интегратора 28, подключенного к выходу одновибратора, стабилитрона 29 в качестве порогового элемента на входе электронного ключа 30, вход которого подключен к конденсаторам 7 и S генератора .стартовых импульсов.

Стартовые импульсы поступают на вход триггера через конденсатор 14 и разделительный диод 15. При отсутствии входного сигнала к диоду 15 приложено запирающее напряжение, равное потенциалу базы транзистора 17, задаваемому напряжением стабилизации стабилитрона 20, и на вход триггера стартовые импульсы не проходят.

Входной сигнал заряжает накопительный конденсатор /4 и в момент, когда напряжение достигает величины, превыщающей запирающее напряжение, очередной импульс опрокидывает триггер.

Отрицательный импульс с выхода триггера после дифференцирования поступает на вход одновибратора, при этом напряжение на транзисторе 22 падает практически до нуля, в результате чего триггер возвращается в первоначальное состояние, а конденсатор 14 разряжается через разделительный диод 15, вентиль 26 и открытый транзистор 22 в течение времени, равного длительности генерируемого одновибратором 21 импульса.

Одновибратор генерирует калиброванные по длительности импульсы, линейно зависящие от величины входного сигнала. Отсчет можно снимать как непосредственно измерением числа импульсов в единицу времени, так и путем их преобразования в постоянный ток с помощью диодного интегратора 25.

Блок управления изменяет частоту стартовых импульсов при определенном значении сигнала на входе усилителя. С увеличением входного сигнала, а следовательно, и частоты

импульсов на входе диодного интегратора 28, напряжение на стабилитроне 29 растет и по достижении значения напряжения стабилизации стабилитрона 29, потенциал на входе электронного ключа становится положительным. Затем ключ запирается, и постоянная времени зарядной цепи генератора стартовых импульсов скачком уменьшается до величины, определяемой резистором 6 и емкостью последовательно соединенных конденсаторов 7 и 5,

что приводит к скачкообразному изменению частоты стартовых импульсов.

Необходимость уменьшения частоты стартовых, импульсов при работе усилителя с малыми сигналами объясняется зависимостью чувствительности усилителя от частоты стартовых импульсов.

Предмет изобретения

1. Релейный усилитель постоянного тока с высоким входным сопротивлением, содержащий генератор стартовых импульсов, схему сравнения, триггер, блок возврата и измерения, блок управления, отличающийся тем, что,

с целью обеспечения непрерывного измерения величины входного сигнала непосредственно в единицах тока, к выходу триггера подключен блок возврата и измерения, представляющий собой формирователь калиброванных по

длительности импульсов с вентилем на выходе, связывающим его со входом триггера и схемой сравнения, причем отсчет показаний снимается непосредственно с выхода формирователя.

2. Релейный усилитель постоянного тока по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сохранения высокой точности измерения в щироком диапазоне изменений величины входного сигнала, между блоком возврата и измерения и

генератором стартовых импульсов включен блок управления, содержащий диодный интегратор и электронный ключ, изменяющий частоту генератора стартовых импульсов в зависимости от входного сигнала.